TWI433020B - 觸摸屏觸摸點之檢測方法 - Google Patents

Description

觸摸屏觸摸點之檢測方法

本發明涉及一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，尤其涉及一種基於表面電容式觸摸屏觸摸點之檢測方法。

近年來，伴隨著移動電話與觸摸導航系統等各種電子設備之高性能化和多樣化之發展，在液晶等顯示設備之前面安裝透光性之觸摸屏之電子設備逐步增加。這樣之電子設備之利用者通過觸摸屏，一邊對位於觸摸屏背面之顯示設備之顯示內容進行視覺確認，一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作電子設備之各種功能。

按照觸摸屏之工作原理和傳輸介質之不同，先前之觸摸屏分為四種類型，分別為電阻式、電容式、紅外線式以及表面聲波式。其中電容式觸摸屏因準確度較高、抗干擾能力強應用較為廣泛。

在先前之電容式觸摸屏中，通常在一形成有透明導電層之曲面或平面玻璃基板之四個角處各設置一個電極，以形成等電位面，即電壓通過該四個電極施加到所述透明導電層，從而在其上形成等電位面。當用裸指或導電裝置觸摸到觸摸屏之表面時，觸摸物與透明導電層之間形成一耦合電容，上述四個電極發出之電流便流向觸點，而電流強弱與手指到電極之距離成正比，故，通過檢測並計算各電極之電流比例和強弱即可算出觸摸點之位置。

然，上述電容式觸摸屏之觸摸點之檢測方法僅由四個電極所在之四個角來檢測整個觸摸屏之區域，使檢測觸摸點之具體位置時不夠精確，導致使用者容易誤操作。

有鑒於此，提供一種可實現精確檢測觸摸屏觸摸點之檢測方法實為必要。

一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，該觸摸屏包括：一基板；設置於該基板的表面之一導電膜，該導電膜具有阻抗異向性以定義出相互垂直之一低阻抗方向和一高阻抗方向，該導電膜具有一第一側邊，該第一側邊垂直於該低阻抗方向；及複數相互間隔之第一驅動電極設置於該導電膜之第一側邊，該複數第一驅動電極分別與該導電膜電連接，所述每個第一驅動電極均分別連接有一驅動電路和一感測電路，該觸摸屏之觸摸點的位置所對應的導電膜與一觸摸導體構成一電容值為C之耦合電容，其中該觸摸點與所述各個第一驅動電極之間之導電膜之電阻值為R_1n (n=1,2,3,...y,x,z...)；該檢測方法包括以下步驟：由所述驅動電路向所述每個第一驅動電極輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第一驅動電極所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值構成之第一曲線，通過該第一曲線判斷所述觸摸點在上述導電膜之高阻抗方向上之座標；通過所述感測電路檢測所述耦合電容之電容值C，並將上述各第一驅動電極所檢測到之R_1n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到各第一驅動電極與所述觸摸點之間之導電膜之電阻值R_1n ，以計算出所述觸摸點在導電膜低阻抗方向之座標。

一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，該觸摸屏包括：一基板；設置於該基板上之一導電膜，該導電膜具有阻抗異向性以定義出相互垂直之一低阻抗方向和一高阻抗方向，沿該導電膜低阻抗方向之相對兩側分別為第一側邊和第二側邊；及沿該第一側邊設置之複數相互間隔之第一驅動電極，和沿該第二側邊設置之複數相互間隔之第二驅動電極，該複數第一驅動電極和複數第二驅動電極分別與該導電膜電連接，所述每個第一驅動電極和每個第二驅動電極均分別連接有一驅動電路和一感測電路，該觸摸屏之觸摸點與一觸摸導體構成之一電容值為C之耦合電容，其中該觸摸點的位置所對應的導電膜與所述各個第一驅動電極之間之導電膜之電阻值為R_1n (n=1,2,3,...)、該觸摸點與所述各個第二驅動電極之間之導電膜之電阻值為R_2n (n=1,2,3...)；該檢測方法包括以下步驟：由所述驅動電路向所述每個第一驅動電極輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第一驅動電極所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值構成之第一曲線；由所述驅動電路向所述每個第二驅動電極輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第二驅動電極所檢測到之電阻值R_2n 和電容值C之乘積，即R_2n C值，從而模擬出由該複數R_2n C值所構成之第二曲線；比較上述第一曲線和第二曲線中，具有相同之高阻抗方向座標處所對應之R_1n C值和R_2n C值，當R_2n C值小於R_1n C值時，採用所述第二曲線判斷所述觸摸點在導電膜低阻抗方向D之座標；通過所述感測電路檢測所述耦合電容之電容值C，並將上述各第二驅動電極所檢測到之R_2n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到各第二驅動電極與所述觸摸點之間之導電膜之電阻值R_2n ，以計算出所述觸摸點在導電膜低阻抗方向D之座標。

與先前技術比較，本發明之觸摸屏觸摸點之檢測方法採用之導電膜具有阻抗異向性，且所述複數第一驅動電極設置於所述導電膜沿低阻抗方向之一側，從而使得在檢測觸摸點時，該觸摸點與其最近之第一驅動電極之間之導電膜之電阻遠小於該觸摸點與其他第一驅動電極之間之導電膜之電阻，從而使之相鄰兩個第一驅動電極所檢測出之R_1n C值大小也相差很大，這一特點提高了判斷各觸摸點之準確度。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例之觸摸屏觸摸點位置之檢測方法。

請參閱圖1至圖4，本發明第一實施例提供一種用於檢測觸摸屏10上之觸摸點位置之檢測方法，其中，該觸摸屏10包括一基板102；設置於該基板102上之一導電膜104，該導電膜104具有阻抗異向性以定義出相互垂直之一低阻抗方向D和一高阻抗方向H，該導電膜104具有一第一側邊111和與第一側邊111相對的一第二側邊112，該第一側邊111垂直於該低阻抗方向D；及沿該導電膜104之第一側邊111設置之複數相互間隔之第一驅動電極106，該複數第一驅動電極106沿該高阻抗方向H排列，且分別與該導電膜104電連接，所述每個第一驅動電極106均分別連接有一驅動電路120和一感測電路130。該觸摸屏10在被一觸摸導體觸碰時，該觸摸屏10之觸摸點的位置所對應之導電膜與該觸摸導體形成電容值為C之耦合電容114，其中該觸摸點與所述各個第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值分別為R₁₁ ,R₁₂ ,...R_1n (n=1,2,3...y,x,z...)。

該觸摸點位置之檢測方法包括以下步驟：步驟一：由所述驅動電路120向所述每個第一驅動電極106輸入脈衝訊號，並通過所述感測電路130分別讀取每個第一驅動電極106所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值所構成之第一曲線，通過該第一曲線判斷所述觸摸點在上述導電膜104高阻抗方向H上之座標；以及步驟二：通過所述感測電路130檢測所述耦合電容114之電容值C，並將上述各第一驅動電極106所檢測到之R_1n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到各第一驅動電極106與所述觸摸點之間之導電膜104之電阻值R_1n ，從而計算出所述觸摸點在導電膜104低阻抗方向之座標。

以下首先對上述觸摸屏10之結構進行詳細說明。

所述基板102由透明材料組成，該透明材料可為聚乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸二乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、石英或金剛石等。

該導電膜104為導電異向性膜。具體地，該導電膜104所述低阻抗方向D之電導率遠大於其他方向之電導率，在高阻抗方向H之電導率遠小於其他方向之電導率，該低阻抗方向D與高阻抗方向H垂直。本實施例中，所述導電膜104由至少一層奈米碳管膜組成，該奈米碳管膜通過拉取一奈米碳管陣列直接獲得。該奈米碳管膜中之大部分奈米碳管首尾相連地沿同一個方向擇優取向延伸，且為一自支撐結構，所述自支撐指奈米碳管膜不需要大面積之載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續之通過凡德瓦力首尾相連延伸排列之奈米碳管而實現。由於奈米碳管沿其軸向具有好的導電性，且上述奈米碳管膜中之大部分奈米碳管沿同一方向擇優取向延伸，故，該奈米碳管膜整體具有阻抗異向性，即沿奈米碳管延伸之方向為低阻抗方向D，而垂直於該奈米碳管延伸之方向為高阻抗方向H。此外，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸之大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰之奈米碳管通過凡德瓦力首尾相連，且所述奈米碳管膜中也存在少數隨機排列之奈米碳管，這些隨機排列之奈米碳管會與相鄰之其他奈米碳管相互接觸，從而使得該奈米碳管膜在高阻抗方向H仍具有導電性，只係相較於其他方向該奈米碳管膜在該高阻抗方向H之電阻較大，電導率較低。進一步地，該導電膜104可包括複數相互層疊之奈米碳管膜，該相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管延伸方向相同。此外，該導電膜104不限於該奈米碳管膜，也可為其他具有阻抗異向性之材料，如沿所述低阻抗方向D設置之複數相互平行排列之條帶狀氧化銦錫。

所述複數第一驅動電極106均由導電材料形成，可選擇為金屬、導電聚合物、導電漿料、導電膠、金屬性奈米碳管、銦錫氧化物等。該第一驅動電極106之形狀和結構不限，可選擇為層狀、條狀、塊狀、棒狀或其他形狀。本實施例中，該第一驅動電極106均為條狀印刷銀電極。該相鄰兩個第一驅動電極106之間距應適中，若太大則可能使檢測所述觸摸點之位置時不精確，該間距優選為3毫米~5毫米。該每個第一驅動電極106之長度方向可為平行於所述導電膜104之高阻抗方向H，該長度不能太長，太長也容易使檢測所述觸摸點之位置時不精確，優選為1毫米~5毫米。該第一驅動電極106之數量不限，依據所述導電膜之面積大小確定。本實施例中，該第一驅動電極106之數量均為6個，每個第一驅動電極106之長度為1毫米，且該相鄰兩個第一驅動電極106之間距為3毫米。

所述驅動電路120包括一充電電路122及一用以控制充電電路122之第一開關124。所述充電電路122通過所述第一開關124與所述第一驅動電極106串聯。所述充電電路122可連接至一電壓源(圖未示)。所述感測電路130包括一存儲電路1320、一讀取電路134及一用於控制存儲電路1320與讀取電路134之第二開關136。所述存儲電路1320與所述讀取電路134並聯，並通過所述第二開關136與所述第一驅動電極106串聯。所述驅動電路120和所述感測電路130相互並聯。所述存儲電路1320可進一步串聯一電阻(圖未示)，該存儲電路1320通過該電阻接地。

進一步地，所述觸摸屏10之導電膜104上可設置一透明保護膜110，該透明保護膜110可由氮化矽、氧化矽、苯丙環丁烯(BCB)、聚酯或丙烯酸樹脂等材料形成。該透明保護膜110也可採用一層表面硬化處理、光滑防刮之塑膠層，如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，用於保護導電膜104，提高耐用性。該透明保護膜110還可用於提供一些其他之附加功能，如可以減少眩光或降低反射。

進一步地，為使所述導電膜104與所述基底102和所述透明保護膜110貼合之更加牢固，所述導電膜104和所述基底102之間，及所述導電膜104和所述透明保護膜110之間可設置一黏膠層(圖未示)，該黏膠層之材料可以為OCA光學膠或UV膠等。

請參閱圖4，當所述導體觸碰所述觸摸屏10時，所述觸摸點與一第一驅動電極106之間之導電膜104及該耦合電容114便組成了一電路。由於所述各個第一驅動電極106之位置不同，故所述觸摸點與各個第一驅動電極106之間接入之導電膜104之電阻值R_1n 也不同。此外，由於所述導電膜104具有阻抗異向性，故，觸摸點與距離該觸摸點最近之第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n 小於該觸摸點與其他第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n 。故，可通過各第一驅動電極106檢測導電膜104之R_1n C值，以判斷觸摸點在高阻抗方向H之座標，並通過檢測出耦合電容114之電容值C，將所述R_1n C值與該電容值C相比以計算出所述觸摸點與各第一驅動電極106之間之電阻值R_1n 。由於阻抗異向性導電膜104上某點到第一側邊111之間之電阻與該點之位置具有一函數關係，故根據該電阻值R_1n 與觸摸點在低阻抗方向D之座標之間的一函數關係計算即可得該觸摸點在觸摸屏10在低阻抗方向D之座標。

以下將對檢測所述觸摸屏10上觸摸點位置之檢測過程進行詳細描述。

步驟一

模擬出由複數R_1n C值所構成之第一曲線之過程可逐一或同時通過所述複數第一驅動電極106檢測，即所述脈衝訊號可逐一輸入或同時輸入所述複數第一驅動電極106。當脈衝訊號逐一輸入所述複數第一驅動電極106時，其他未輸入脈衝訊號之第一驅動電極106被接地。

所述脈衝訊號之輸入通過控制第一開關124和第二開關136而實現。具體地，該第一開關124和第二開關136會交替地一者被導通，而另一者被斷開，從而形成該脈衝訊號。請參閱圖5，圖中V代表驅動電路120輸入所述導電膜104之驅動電壓，V_C 代表所述耦合電容114之耦合電壓。其中，所述第一開關124和第二開關136被導通之時間分別為T1和T2，在時間T1中，第一開關124被導通，而第二開關136被斷開，在時間T2中，第一開關124被斷開，而第二開關136被導通。進一步地，時間T1可大於或等於時間T2，優選為時間T1大於時間T2。

在上述第一開關124和第二開關136交替地一者被導通，而另一者被斷開時，充電電路122及存儲電路1320會交替地對該耦合電容114進行充電和放電，即在上述時間T1中，充電電路122會通過所述第一驅動電極106向所述導電膜104輸入一具體之電壓V₀ ，即V=V₀ ，以對該耦合電容114進行充電，而在上述時間T2中，該耦合電容114便開始放電至所述存儲電路1320，相應地，該存儲電路1320的電壓也會發生變化。

在上述時間T1中，所述耦合電容114先經過t2時間之暫態之後才逐漸被充滿，從而進入穩態。即在t2時間內，所述耦合電容114之電壓V_C 逐漸上升，而經過t2時間之後，其電壓V_C 趨於恒定，所輸入之電壓V₀ 則全部在所述耦合電容114上，即此時V_C =V₀ 。同理，在T2時間中，所述耦合電容114也會先經過t2時間之暫態之後才逐漸被放電完畢。在上述耦合電容114在充電或放電時處於暫態之過程中，所述存儲電路1320則相應地放電或充電且也處於暫態。在暫態t2時間內之某個時間點，所述讀取電路134通過檢測所述存儲電路1320在暫態時之電壓即可換算出耦合電容114處於暫態時之R_1n C值，該換算過程所採用之公式具體為：，式中t代表耦合電容114在處於暫態之過程中，耦合電容114兩端之電壓從零升到V_C 所用之時間。故，當脈衝訊號分別輸入每個第一驅動電極106時，與每個第一驅動電極106相連之讀取電路134均能分別計算出上述耦合電容114充電或放電過程中暫態時之一個R_1n C值，從而可模擬出一第一曲線，即R_1n C值之變化曲線，通過該R_1n C值之變化曲線便可檢測出該觸摸點在導電膜104高阻抗方向H上之座標。

以下將分別介紹該觸摸屏10僅有一處或多處被觸摸時，即單點觸摸或多點觸摸時，各觸摸點之具體檢測過程。

單點觸摸檢測

請參閱6至圖8，以下將詳細介紹當觸摸屏10被單點觸摸時，通過第一曲線，即R_1n C值之變化曲線檢測不同時刻產生之不同觸摸點I~V在導電膜104之高阻抗方向H上之座標值之過程。

以便於描述，可將所述複數第一驅動電極106依次編號為M1、M2、M3、M4、M5、M6。該複數第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標依次為X1、X2、X3、X4、X5、X6。以下在描述各個第一驅動電極106將分別用其各自之編號替代。且以下R_1n C值中之n=1，2...6，且R₁₁ C值通過M1檢測出，R₁₂ C值通過M2檢測出，R₁₃ C值通過M3檢測出，R₁₄ C值通過M4檢測出，R₁₅ C值通過M5檢測出，R₁₆ C值通過M6檢測出。

所述觸摸點I~Ⅲ依次沿導電膜104之低阻抗方向D排列，且對準M4，其中觸摸點II位於導電膜104沿低阻抗方向D之直線之中間位置，觸摸點I和觸摸點Ⅲ相對於位置II對稱；觸摸點IV位於觸摸點I~Ⅲ所在直線之靠近電極M5之一側，觸摸點IV與M4沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離小於觸摸點IV與M5沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離；觸摸點V相對於觸摸點IV更靠近M5，且觸摸點V與M4沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離等於觸摸點V與M5沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離相等，且觸摸點V與第一側邊111之距離小於與第二側邊112之距離。

(1)對觸摸點I~Ⅲ之檢測

請參閱圖6，第一曲線310所表示之為當觸摸點I被觸摸時，與所述複數第一驅動電極106電連接之讀取電路134所讀取出之R_1n C值變化曲線。從圖6中可以看出，與觸摸點I相對之M4所檢測到之R₁₄ C值最小，處於整個第一曲線310之波谷處，而與M4相鄰之M5和M3所檢測到之兩個R₁₅ C、R₁₃ C值相等且遠大於M4所檢測到之R₁₄ C值，而其他離觸摸點I之距離越遠之第一驅動電極106所檢測之R_1n C值越大，且隨著距離之增大，波動幅度減小，同時，整個R_1n C值變化曲線之波形相對於波谷所在之沿低阻抗方向D之直線對稱。這主要係因為觸摸點I正對M4，故具有最小之電阻R₁₄ ，故，根據此波型可直接判斷出該觸摸點I在高阻抗方向H之座標為X₄ 。另外，該觸摸點I在高阻抗方向H之座標，也可經過內插法計算，具體公式如下：，或，優選為採用公式X₁ 計算。

上述各公式中的ΔR_1n C=R_1k C-R_1n C，其中n=1,2,...6，R_1k C指上述第一驅動電極檢測出的最大R_1n C值，從圖6可以看出，當觸摸點I被觸摸時，R_1k C值為R₁₁ C。

圖6中第一曲線320和第一曲線330分別為觸摸點II和觸摸點Ⅲ被觸摸時，與各個第一驅動電極104電連接之讀取電路134所讀取出之R_1n C值變化曲線。可見該第一曲線320和第一曲線330之變化趨勢相似於第一曲線310，且當觸摸點II或Ⅲ被觸摸時，相同之第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值略大於觸摸點I被觸摸時所讀取出之R_1n C值，這係因為觸摸點II或Ⅲ所對應的導電膜104的位置與各第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n 大於觸摸點I所對應的導電膜104的位置與各個第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n ，計算該觸摸點在高阻抗方向H之座標也可通過上述公式計算。

故，通過上述分析可知，檢測第一曲線中三個最小之R_1n C值所對應之第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標，若其中有兩個R_1n C值相同，且該兩個相等之R_1n C值所對應之兩個第一驅動電極106相對於另一個第一驅動電極106對稱，則該觸摸點在高阻抗方向H之座標即等於該另一個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標，該座標可直接讀出，也可通過內插法計算獲得。

(2)對觸摸點IV之檢測

請參閱圖7，第一曲線340為觸摸點IV被觸摸時，與各個第一驅動電極106連接之讀取電路134所讀取到之R_1n C值。由於觸摸點IV位於觸摸點I~Ⅲ所在直線靠近M5之一側，且該觸摸點IV與M4沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離小於觸摸點IV與M5沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離，故，M4所檢測到之R₁₄ C值小於M5所檢測到之R₁₅ C值，而X3所檢測到之R₁₃ C值則略大於M5所檢測到R₁₅ C值，而其他第一驅動電極106所檢測到之R_1n C值則遠大於該M3、M4及M5所檢測到之R_1n C(n=3,4,5)值，且變化幅度減小。故，通過該R_1n C值變化曲線可推測該觸摸點IV位於M4與M5所在沿低阻抗方向D之兩直線之間，且靠近M4。為更進一步判斷觸摸點IV在導電膜104高阻抗方向H之座標，可至少將M4與M5所檢測到之R₁₄ C和R₁₅ C值與M4與M5所對應之在高阻抗方向H之座標X₄ 和X₅ 以內插法計算獲得觸摸點IV在高阻抗方向H之座標X_IV 。具體之計算公式可為：

此外，由於所述M₁ 、M₂ 所檢測之R₁₁ C值、R₁₂ C值與X6所檢測出之R₁₆ C值均大於其他第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值，且變化幅度很小，故也可計算觸摸點IV在高阻抗方向H之座標通過下列公式：或，優選為採用公式計算。

上述各公式中的ΔR_1n C=R_1k C-R_1n C，其中n=1,2,...6，R_1k C指上述第一驅動電極檢測出的最大R_1n C值，從圖7可以看出，當觸摸點I被觸摸時，R_1k C值為R₁₁ C。

(3)對觸摸點V之檢測

請參閱圖8，第一曲線350為當觸摸點V被觸摸時，各個第一驅動電極106所檢測到之R_1n C值。由於觸摸點V與M4沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離，與觸摸點V與M5沿低阻抗方向D所在直線之垂直距離相等，故，通過M4所檢測到之R₁₄ C值與通過M5所檢測到之R₁₅ C值相同，而分別與M4和M5相鄰之M3和M6所檢測到之R₁₃ C和R₁₆ C值也相同，且大於X4和X5所檢測到之R₁₄ C值和R₁₅ C值。故，通過該R_1n C值變化曲線可判斷出所述觸摸點V位於M4與M5連線之中軸線上，從而可定位出觸摸點V在高阻抗方向H之座標。另外，也可通過公式計算如下：

，或

上述各公式中的ΔR_1n C=R_1k C-R_1n C，其中n=1,2,...6，R_1k C指上述第一驅動電極檢測出的最大R_1n C值，從圖8可以看出，當觸摸點I被觸摸時，R_1k C值為R₁₁ C。

通過上述對觸摸點I~V之檢測分析可知，判斷單點觸摸時，若無法通過第一曲線直接判斷出所述觸摸點在高阻抗方向H之座標，可通過以下次步驟：S31，檢測出該第一曲線，即不同第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值變化曲線；S32，找到該第一曲線中之波谷位置，至少檢測出該波谷位置之R_1n C值(最小R_1x C值)及與該最小R_1x C值相鄰之次小R_1y C值，將最小R_1x C值與次小R_1y C值所對應之兩個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標與該R_1x C值與R_1y C值通過內插法計算獲得所述觸摸點在高阻抗方向H之座標。該內插法之計算通式為：，該公式中，ΔR_1x C=R_1k C-R_1x C，ΔR_1y C=R_1k C-R_1y C，R_1k C指上述第一驅動電極檢測出的最大R_1n C值，X_X 代表檢測出R_1x C值之第一驅動電極106之座標，X_y 代表檢測出R_1y C值之第一驅動電極之座標。

此外，通過上述第一曲線可直接檢測出之所述觸摸點在高阻抗方向H之座標也可通過內插法計算。具體為，當該第一曲線中之最小R_1x C值和次小R_1y C值相等時，則可通過該最小R_1x C值和次小R_1y C值與檢測出該最小R_1x C值和次小R_1y C值之兩個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標通過內插法計算以得到所述觸摸點之座標，公式為；當該第一曲線中之最小R_1x C值和次小R_1y C值不相等時，則要檢測出該第一曲線中之次次小之R_1z C值，若該次次小R_1z C值和次小R_1y C值相等，則將該至少次次小R_1z C值和次小R_1y C值與檢測出該次次小R_1z C值和次小R_1y C值之兩個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標通過內插法計算以獲得觸摸點在高阻抗方向H之座標。該兩種觸摸點高阻抗方向H之座標通過內插法計算之公式具體可為：其中，此時R_1z C值與R_1y C值相等，式中ΔR_1z C=R_1k C-R_1z C。

此外，當單點觸摸時該第一曲線只有一個波谷，上述幾種類型之觸摸點在高阻抗方向H之座標均可僅檢測出三個最小之R_1n C值，並直接將該三個最小之R_1n C值與所對應之三個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標通過內插法計算獲得所述觸摸點在高阻抗方向H之座標，具體公式為：，其中，R_1Z C值代表各第一驅動電極106所檢測出之次次小R_1n C值，X_Z 代表檢測出該次次小R_1n C值之第一驅動電極106之座標，其中R_1x C值與R_1y C值可相同或不同；或者直接將第一曲線中之所述複數第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值與該複數第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標通過內插法計算獲得所述觸摸點在高阻抗方向H之座標。該內插法之計算公式為，式中E為第一驅動電極106之電極總數。

多點觸摸檢測

請參閱圖9，當如圖所示之觸摸點VI和VII同時被觸摸時，通過所述驅動電路120依次或同時向所述複數第一驅動電極106輸入脈衝訊號，所述各個感測電路130便可讀取出複數R_1n C值，從而便形成如圖9所示之第一曲線360，即R_1n C值變化曲線。可以發現，該第一曲線360不同於上述單點觸摸時所模擬出之R_1n C值變化曲線，該第一曲線360中出現兩個波谷M、N，即兩個最小R_1M C及R_1N C值，而除該兩個最小R_1M C及R_1N C值之外，其他第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值均很大，且變化幅度減小。

故，與上述檢測單個觸摸點之沿高阻抗方向H之座標相同，分別檢測該R_1M C值及R_1N C值所對應之相鄰兩個第一驅動電極106所檢測到之R_1(M+1) C值，R_1(M-1) C值，R_1(N+1) C值，及R_1(N-1) C值，如圖9中波谷M所對應之M1、M2和M3所檢測出之R₁₁ C值、R₁₂ C值和R₁₃ C，波谷N所對應之M4、M5和M6所檢測出之R₁₄ C值、R₁₅ C值和R₁₆ C值，之後再將該每個波谷處所對應之三個最小之R_1n C值與檢測出該三個最小之R_1n C值之三個第一驅動電極106在高阻抗方向H上之座標通過內插法計算出該觸摸點VI和VII在高阻抗方向H上之具體座標，該具體之公式與上述檢測單點觸摸時之方法相同，在此不再贅述。

通過上述對觸摸點VI和VII之檢測分析可知，若所述複數觸摸點不能直接檢測出，則要判斷多點觸摸時觸摸點在導電膜104之高阻抗方向H之座標，可包括以下次步驟：S31，檢測出該第一曲線，即不同第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值變化曲線；S32，找到該第一曲線中之複數波谷位置，至少檢測出該複數波谷位置之R_1n C值(最小R_1x1 C，R_1x2 C，...R_1xm C值)及與該複數最小R_1x1 C，R_1x2 C，...R_1xm C值相鄰之次小R_1y1 C，R_1y2 ,...R_1y m值，分別將R_1xm C值與R_1ym C值所對應之兩個第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標與該R_1xm C值與R_1ym C值通過內插法計算獲得所述複數觸摸點在高阻抗方向H之座標。

可見，由於所述導電膜104具有阻抗異向性，且所述複數第一驅動電極106設置於所述導電膜104沿低阻抗方向D之一側，從而使得在檢測觸摸點時，該觸摸點與其最近之第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n 遠小於該觸摸點與其他第一驅動電極106之間之導電膜104之電阻值R_1n ，從而使之相鄰兩個第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值大小也相差很大，這一特點不僅提高了判斷各觸摸點之準確度，也使得當該觸摸屏10被多點觸摸時，該複數觸摸點互相之間之檢測干擾很小，易於定位。

步驟二

該低阻抗方向D之座標可根據觸摸點在導電膜104高阻抗方向H之座標已知時，電阻R_1n 與觸摸點在導電膜104低阻抗方向D上之座標之間之一函數關係計算。當所述耦合電容114處於穩態時，所述讀取電路134通過檢測所述存儲電路1320處於穩態時之電壓值即可換算出所述耦合電容114之電容值C。之後將上述步驟一中各個第一驅動電極106所檢測出之R_1n C值與該電容值C相比，從而可濾掉該電容值C以計算出所述觸摸點到各個第一驅動電極106之間之電阻值R_1n 。

對於不同之阻抗異向性導電膜，所述函數關係可能不同。所述函數關係可預先通過統計法計算出，該函數關係具體為，觸摸點在高阻抗方向H之座標與各第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標差值、觸摸點在低阻抗方向D之座標、及各第一驅動電極106與所述觸摸點之間之導電膜104之電阻值R_1n 三者之間之函數關係。由於通過上述步驟一已確定出所述觸摸點在高阻抗方向H之座標，且通過該步驟將R_1n C值與電容值C相比可計算出各第一驅動電極106與觸摸點之間之導電膜104之電阻值R_1n ，將該已知之電阻值R_1n 與上述觸摸點在高阻抗方向H之座標值代入所述函數關係中，即可計算出所述觸摸點在導電膜低阻抗方向D之座標。例如，當該導電膜104為單層之從奈米碳管陣列中拉取獲得之碳米管膜時，該函數關係為，其中A為導電膜104在低阻抗方向D之總長度，R_A 為導電膜104在低阻抗方向D之總電阻，Δx為觸摸點在高阻抗方向H之座標與各第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標差值，y代表觸摸點在低阻抗方向D之座標。

上述觸摸點I~V之沿低阻抗方向D之座標，均可通過該步驟二獲得，在此不再一一贅述。同理，上述觸摸點VI和VII之沿低阻抗方向D之座標也可通過上述函數關係計算出。

上述步驟一和步驟二之檢測過程可同時進行，也可分別進行。可見，通過上述方法可測得單個觸摸點或複數觸摸點在導電膜104低阻抗方向D之座標和高阻抗方向H之座標，從而可獲得該觸摸點之具體位置。

從上述步驟中可以看出，所述觸摸點高阻抗方向H之座標可僅通過該複數第一驅動電極106所讀取之R_1n C值判斷。該觸摸點之低阻抗方向D之座標則要通過計算出該觸摸點與各個第一驅動電極106之間之電阻值R_1n ，並將該電阻值R_1n 、檢測出該電阻值R_1n 之第一驅動電極106在高阻抗方向H之座標與該觸摸點在高阻抗方向H之座標之差值代入所述預先通過統計法擬合出之函數關係中，從而計算出該觸摸點在低阻抗方向D之座標。

請參閱圖10，本發明第二實施例提供一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，相較於上述第一實施例，該觸摸屏10進一步包括複數相互間隔設置之第二驅動電極108，該複數第二驅動電極108設置於沿低阻抗方向D之與第一側邊111相對之一第二側邊112上。所述複數第一驅動電極106與該複數第二驅動電極108一一相對設置，或者相互交錯設置，即每個第一驅動電極106與其中之一個第二驅動電極108之連線與所述導電膜106之低阻抗方向D平行，或每個第一驅動電極106與其中之任一個第二驅動電極108之連線均與所述導電膜106之低阻抗方向D相交而不平行。所述各個第二驅動電極108與所述觸摸點之間之導電膜104之電阻值為R_2n (n=1,2,3...)。所述每個第二驅動電極108均分別連接有一驅動電路120和一感測電路130。

所述複數第二驅動電極108與所述複數第一驅動電極106一一相對設置。此外，本實施例之複數第二驅動電極108之材料、形狀及設置方式均與上述第一實施例描述之第一驅動電極106之材料、形狀及設置方式相同，再次不再重複。

該實施例之檢測方法包括以下步驟：步驟一：由所述驅動電路120向所述每個第一驅動電極106輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路130分別讀取每個第一驅動電極106所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值所構成之第一曲線；步驟二：由所述驅動電路120向所述每個第二驅動電極108輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路130分別讀取每個第二驅動電極108所檢測到之電阻值R_2n 和電容值C之乘積，即R_2n C值，從而模擬出由該複數R_2n C值所構成之第二曲線；步驟三：比較上述第一曲線和第二曲線中具有相同之高阻抗方向座標處所對應之R_1n C值和R_2n C值，當R_2n C值小於R_1n C值時，採用所述第二曲線判斷所述觸摸點在導電膜104低阻抗方向D之座標；步驟四：通過所述感測電路檢測所述耦合電容114之電容值C，並將上述各第二驅動電極108所檢測到之R_2n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到各第二驅動電極108與所述觸摸點之間之導電膜104之電阻值R_2n ，從而計算出所述觸摸點在導電膜104低阻抗方向D之座標。

上述模擬出由複數R_1n C值所構成之第一曲線之過程可逐一通過所述複數第一驅動電極106檢測，或同時通過所述複數第一驅動電極106檢測，即所述脈衝訊號可逐一輸入或同時輸入所述複數第一驅動電極106。當脈衝訊號逐一輸入所述複數第一驅動電極106時，其他未輸入脈衝訊號之第一驅動電極106被接地。此外，在脈衝訊號逐一或同時輸入所述複數第一驅動電極106時，所述複數第二驅動電極108可全部被接地，或者也逐一或同時被輸入脈衝訊號。

本實施例之觸摸點之檢測過程與上述第一實施例基本相同，其區別在於，本實施例之步驟二進一步向複數第二驅動電極108輸入脈衝訊號，並模擬出了一由該複數第二驅動電極108所檢測到之R_2n C值構成之第二曲線；通過步驟三比較該第一曲線和第二曲線中之R_1n C值和R_2n C值之大小以確定通過更靠近觸摸點一側之驅動電極來檢測觸摸點在低阻抗方向D和高阻抗方向H之座標。具體為，當所述觸摸屏10之面積較大時，若該觸摸點更靠近所述複數第二驅動電極108，則所述複數第二驅動電極108所檢測到之R_2n C值之變化趨勢較第一驅動電極106所檢測到之R_1n C值之變化趨勢更明顯，從而根據該第二曲線可更準確地判斷所述觸摸點在低阻抗方向D和高阻抗方向H之座標，該具體之檢測過程與上述第一實施例相同，在此不再贅述。

本發明所述觸摸屏觸摸點之檢測方法所應用的觸摸屏為僅具有一層導電膜的電容式觸摸屏，結構比現有的電容式觸摸屏更簡單，且可以使得觸摸屏具有更薄厚度，而且也能實現單點、多點觸控的功能，有利於觸摸屏的輕薄化發展，適應未來發展需求。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．觸摸屏

102．．．基板

104．．．導電膜

106．．．第一驅動電極

108．．．第二驅動電極

110．．．透明保護膜

111．．．第一側邊

112．．．第二側邊

114．．．耦合電容

120．．．驅動電路

122．．．充電電路

124．．．第一開關

1320．．．存儲電路

130．．．感測電路

134．．．讀取電路

136．．．第二開關

310，320，330，340，350，360．．．第一曲線

450，460．．．第二曲線

D．．．低阻抗方向

H．．．高阻抗方向

M1，M2，M3，M4，M5，M6．．．第一驅動電極編號

I，II，Ⅲ，IV，V，VI，VII．．．觸摸點

M，N．．．波谷

圖1為本發明第一實施例提供之觸摸屏觸摸點之檢測方法流程圖。

圖2為本發明第一實施例提供之觸摸屏之結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例提供之觸摸屏之每個驅動電極連接之驅動電路與感測電路示意圖。

圖4為本發明第一實施例提供之觸摸屏被觸摸時之簡化電路圖。

圖5為本發明第一實施例中脈衝訊號輸入所述觸摸屏時，觸摸點處形成之耦合電容之電壓變化波形圖。

圖6為本發明第一實施例在分別檢測觸摸屏上觸摸點I~Ⅲ時，所模擬出之三個第一曲線示意圖。

圖7為本發明第一實施例在檢測觸摸屏上觸摸點IV時，所模擬出之第一曲線示意圖。

圖8為本發明第一實施例在檢測觸摸屏上觸摸點V時，所模擬出之第一曲線示意圖。

圖9為本發明第一實施例在檢測觸摸屏上之兩個觸摸點VI和VII時，所模擬出之第一曲線示意圖。

圖10為本發明第二實施例提供之觸摸屏之每個驅動電極連接之驅動電路與感測電路示意圖。

Claims (17)

1. 一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，該觸摸屏包括：一基板；設置於該基板表面之一導電膜，該導電膜具有阻抗異向性以定義出相互垂直之一低阻抗方向和一高阻抗方向，該導電膜具有一第一側邊，該第一側邊垂直於該低阻抗方向；及複數相互間隔之第一驅動電極設置於該導電膜之第一側邊，該複數第一驅動電極分別與該導電膜電連接，所述每個第一驅動電極均分別連接有一驅動電路和一感測電路，該觸摸屏之觸摸點的位置所對應的導電膜與一觸摸導體構成一電容值為C之耦合電容，其中，該導電膜在該觸摸點與所述各個第一驅動電極之間之電阻值為R_1n (n=1,2,3,...y,x,z...)；該檢測方法包括以下步驟：由所述驅動電路向所述每個第一驅動電極輸入脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第一驅動電極所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值構成之第一曲線，通過該第一曲線判斷所述觸摸點在上述導電膜之高阻抗方向之座標；通過所述感測電路檢測所述耦合電容之電容值C，並將上述各第一驅動電極所檢測到之R_1n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到導電膜在每個第一驅動電極與所述觸摸點之間之電阻值R_1n ，以計算出所述觸摸點在導電膜低阻抗方向之座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，通過該第一曲線判斷所述觸摸點在上述導電膜之高阻抗方向之座標進一步包括以下步驟：檢測出該第一曲線中之最大值R_1k C，最小值R_1x C及與其相鄰之次小值R_1y C和次次小值R_1z C，及該最小R_1x C值、次小R_1y C值及次次小R_1z C值所對應之在高阻抗方向之座標X_x ,X_y ,X_z ，通過內插法計算所述觸摸點在高阻抗方向之座標。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，通過內插法計算觸摸點在高阻抗方向之座標，該內插法之公式為：，式中ΔR_1x C=R_1k C-R_1x C，ΔR_1y C=R_1k C-R_1y C，ΔR_1z C=R_1k C-R_1z C。。
4. 如申請專利範圍第2項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，當R_1y C值與R_1z C值相等時，所述內插法計算觸摸點在高阻抗方向之座標公式為：，式中ΔR_1y C=R_1k C-R_1y C,ΔR_1z C=R_1k C-R_1z C。
5. 如申請專利範圍第2項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，當R_1x C值與R_1y C值相等時，所述內插法計算觸摸點在高阻抗方向之座標公式為：，式中ΔR_1x C=R_1k C-R_1x C，ΔR_1y C=R_1k C-R_1y C。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述計算觸摸點在低阻抗方向之座標通過一函數關係計算，該函數關係為觸摸點在高阻抗方向之座標與各第一驅動電極在高阻抗方向之座標差值、觸摸點在低阻抗方向之座標、及各第一驅動電極與所述觸摸點之間之導電膜之電阻值R_1n 三者之間之函數關係。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述脈衝訊號通過所述驅動電路逐一地或者同時輸入所述複數第一驅動電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，當所述脈衝訊號逐一地輸入所述複數第一驅動電極時，其他未輸入脈衝訊號之第一驅動電極接地。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述脈衝訊號之輸入使所述耦合電容被交替地充電和放電，所述充電之時間大於放電之時間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述耦合電容在充電或放電之過程中，均由暫態向穩態變化。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述驅動電路包括一充電電路向所述耦合電容充電和一第一開關控制該充電電路；所述感測電路包括一存儲電路、一讀取電路及一第二開關控制存儲電路和讀取電路，所述存儲電路包括一電容，當所述耦合電容放電時，該電容被充電。
12. 如申請專利範圍第11項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述第一開關和第二開關交替地一者被導通一者被斷開，以向所述導電膜輸入所述脈衝訊號。
13. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述導電膜為奈米碳管膜。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述奈米碳管膜包括複數奈米碳管沿同一方向擇優取向延伸，所述低阻抗方向為該奈米碳管之延伸方向。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述導電膜包括複數相互層疊之奈米碳管膜，相鄰兩個奈米碳管膜中之奈米碳管延伸方向相同。
16. 如申請專利範圍第1項所述之觸摸屏觸摸點之檢測方法，其中，所述相鄰之兩個第一驅動電極之間之距離為3毫米至5毫米。
17. 一種觸摸屏觸摸點之檢測方法，該觸摸屏包括：一基板；設置於該基板上之一導電膜，該導電膜具有阻抗異向性以定義出相互垂直之一低阻抗方向和一高阻抗方向，沿該導電膜低阻抗方向之相對兩側分別為第一側邊和第二側邊；及沿該第一側邊設置之複數相互間隔之第一驅動電極，和沿該第二側邊設置之複數相互間隔之第二驅動電極，該複數第一驅動電極和複數第二驅動電極分別與該導電膜電連接，所述每個第一驅動電極和每個第二驅動電極均分別連接有一驅動電路和一感測電路，該觸摸屏之觸摸點的位置所對應的導電膜與一觸摸導體構成之一電容值為C之耦合電容，其中該觸摸點與所述各個第一驅動電極之間之導電膜之電阻值為R_1n (n=1,2,3,...)、該觸摸點與所述各個第二驅動電極之間之導電膜之電阻值為R_2n (n=1,2,3...)；該檢測方法包括以下步驟：由所述驅動電路向所述每個第一驅動電極輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第一驅動電極所檢測到之電阻值R_1n 和電容值C之乘積，即R_1n C值，從而模擬出由該複數R_1n C值構成之第一曲線；由所述驅動電路向所述每個第二驅動電極輸入一脈衝訊號，並通過所述感測電路分別獲得每個第二驅動電極所檢測到之電阻值R_2n 和電容值C之乘積，即R_2n C值，從而模擬出由該複數R_2n C值所構成之第二曲線；比較上述第一曲線和第二曲線中，具有相同之高阻抗方向座標處所對應之R_1n C值和R_2n C值，當R_2n C值小於R_1n C值時，採用所述第二曲線判斷所述觸摸點在導電膜低阻抗方向之座標；通過所述感測電路檢測所述耦合電容之電容值C，並將上述各第二驅動電極所檢測到之R_2n C值與該電容值C相比以濾掉該電容值C，從而得到各第二驅動電極與所述觸摸點之間之導電膜之電阻值R_2n ，以計算出所述觸摸點在導電膜低阻抗方向之座標。